專利名稱：丘賓筒和巖石之間的環(huán)形空腔用灰漿壓注的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在用掩護(hù)支架掘進(jìn)襯砌有丘賓筒的隧道時(shí)，丘賓筒和巖石之間的環(huán)形空腔用灰漿壓注的一種方法，灰漿從一個(gè)裝設(shè)在拖車上的灰漿罐中通過軟管，最好通過盾構(gòu)筒形鋼罩上設(shè)置的立管灌入空隙中。
在用掩護(hù)支架掘進(jìn)用丘賓筒襯砌的隧道時(shí)，丘賓筒殼體需要一個(gè)較大的空腔，所以在丘賓筒和巖石之間形成一個(gè)環(huán)形空腔，這個(gè)環(huán)形空腔必須用灰漿壓注，灰漿嵌入巖石構(gòu)成隧道的墊層，并傳遞丘賓筒和巖石之間的壓力和剪力。
對(duì)這種灰漿提出的三個(gè)原則要求是第一個(gè)要求，砂漿必須快速干硬，以滿足丘賓筒管的抗壓和抗剪墊層的目的?；覞{的液態(tài)特性必須迅速消失并形成抗剪強(qiáng)度。因?yàn)橐簯B(tài)的灰漿不容許承受丘賓筒的自重和拖車底盤的荷載，在拖車上還設(shè)置有灰漿儲(chǔ)備罐和泵，這些荷載可導(dǎo)致丘賓筒環(huán)的變形。
第二個(gè)要求是良好的流動(dòng)性，以便可完全充填空腔。第三個(gè)要求是灰漿的較長時(shí)間的和易性。灰漿攪拌并泵送到儲(chǔ)備罐，罐中必須用一個(gè)攪拌器保持運(yùn)動(dòng)并從該處通過軟管和立管灌入環(huán)形空腔。立管指的是特制的管子，這種管子四周齊平焊接在通常用整體鋼板組成的巷道掘進(jìn)機(jī)尾部上。
在對(duì)一個(gè)丘賓筒的寬度(大約1～2米)掘進(jìn)的過程中連續(xù)進(jìn)行灰漿壓注。即使在長達(dá)大約一個(gè)半小時(shí)的中斷后，灰漿仍必須能夠重新泵送，而又不需要太高的泵壓。
為了滿足這三個(gè)相互矛盾的要求，采用了不同水泥含量的不同的灰漿。這樣可達(dá)到足夠的流動(dòng)性和泵送性。由于膠結(jié)材料的稠化，在第一小時(shí)內(nèi)只是稠度即流動(dòng)性減小，因而還沒有建立抗剪強(qiáng)度。只有在大約2至3小時(shí)后直到幾個(gè)月通過膠結(jié)材料的水化作用才逐漸產(chǎn)生強(qiáng)度。所以在30分鐘后不可能達(dá)到所需的抗剪強(qiáng)度。根據(jù)水泥含量的多少進(jìn)行或多或少的程度不同的稠化。在正常情況下使用的全部灰漿在加工時(shí)間過程中的時(shí)效硬化是很小的，但在重新泵送時(shí)不需要高的壓力，因?yàn)檫€沒有形成抗剪強(qiáng)度。人們?cè)噲D通過添加劑例如水玻璃來加速硬化，但在較長停放后又會(huì)出現(xiàn)重新可泵送性的問題。
所以本發(fā)明旨在提出開始時(shí)所述的灌漿方法，使灰漿經(jīng)過幾小時(shí)仍可泵送，并具有和易性，但在短時(shí)間內(nèi)卻可達(dá)到最低抗剪強(qiáng)度。
根據(jù)本發(fā)明的方法，上述目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，在灰漿中添加一定量的觸變劑和石灰砂巖粉，以便通過觸變性快速達(dá)到起始抗剪強(qiáng)度、好的流動(dòng)性和在運(yùn)行引起的一定停放后仍可用小的壓力進(jìn)行泵送。
由于觸變作用，灰漿不硬化而只是變稠，并在一定時(shí)間中斷后仍可重新泵送，由于石灰砂巖粉的潤滑作用可使泵送管道和立管中的整個(gè)灰漿重新液化。通過本發(fā)明可使重新泵道時(shí)的壓力峰值降低，并減少由于觸變產(chǎn)生的困難。
石灰砂巖粉的高的潤滑性能甚至可在灰漿中添加細(xì)砂和碎石作為添加料，從而可進(jìn)一步提高起始抗剪強(qiáng)度，但即使大約一個(gè)小時(shí)后，仍可用可控的壓力進(jìn)行泵送。
灰漿的添加料最好這樣選用，即在大約30分鐘后抗剪強(qiáng)度達(dá)到5至10千牛/米2。這樣就保證了在不斷掘進(jìn)時(shí)，當(dāng)丘賓筒完全從巷道掘進(jìn)機(jī)尾部。移出和浮托車完全變得有效的情況下，灰漿具有足夠的承載能力。
灰漿配合比最好由下列成分組成水泥到500公斤/米3、飛灰到900公斤/米3、水到400公斤/米3、觸變劑到20公斤/米3、石灰砂巖粉到400公斤/米3、細(xì)砂到1500公斤/米3、增流劑到5公斤/米3。
下面結(jié)合附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明。附圖表示

圖1表示一個(gè)襯砌有丘賓筒的隧道的橫截面示意圖；圖2表示在丘賓筒和巖石之間的環(huán)形空腔灌漿時(shí)使用的一個(gè)掩護(hù)支架掘進(jìn)裝置的縱截面示意圖。
圖1表示通過掩護(hù)支架掘進(jìn)在巖石1中掘進(jìn)一個(gè)大致呈圓形的空腔2，在這個(gè)空腔2中裝入丘賓筒3，這時(shí)空腔2的孔壁和丘賓筒之間留下一個(gè)環(huán)形空腔4，其直徑大于丘賓筒的外直徑，并須用灰漿充填。
如圖2所示，在掩護(hù)支架掘進(jìn)裝置上設(shè)置的刀盤5連接不斷地在巖石中產(chǎn)生一個(gè)空腔，在掩護(hù)支架掘進(jìn)裝置推進(jìn)時(shí)，將丘賓筒6裝入這個(gè)空腔中，最后的丘賓筒6a嵌入掩護(hù)筒形鋼罩7中，所以在不斷推進(jìn)的掩護(hù)支架掘進(jìn)時(shí)，該鋼罩到挖出的環(huán)形空腔的界線有一定距離。在掩護(hù)支架掘進(jìn)過程中通過一輛在已經(jīng)作好的丘賓筒的內(nèi)底部上行駛的所謂拖車8將灰漿從一個(gè)設(shè)置在該拖車上的罐9經(jīng)壓注管10和焊接在掩護(hù)筒形鋼罩上的立管11注入在裝入的丘賓筒6a和巖石之間形成的環(huán)形空腔12中。澆灌的灰漿連接在巖石和已經(jīng)裝入的丘賓筒6之間的環(huán)形空腔13的已經(jīng)凝固的灰漿上。
通過本發(fā)明在壓注灰漿中摻加添加物使剛好壓注的丘賓筒6a得到足夠的保護(hù)，隨后在安裝下一個(gè)丘空筒后就可用可控的泵壓重新泵送。
權(quán)利要求
1．在用掩護(hù)支架法掘進(jìn)襯砌有丘賓筒的隧道時(shí)，丘賓筒和巖石之間的環(huán)形空腔用灰漿壓注的一種方法，灰漿從一個(gè)設(shè)置在拖車上的灰漿罐用泵通過軟管和設(shè)置在掩護(hù)筒形鋼罩上的立管注入空隙中，其特征在于，灰漿中摻有一定量的觸變劑和石灰砂巖粉，能保證通過觸變性快速達(dá)到一個(gè)起始抗剪強(qiáng)度和良好的流動(dòng)性，以及在運(yùn)行引起一定時(shí)間的停止后仍可用低的壓力重新泵送。
2．按權(quán)利要求1的方法，其特征在于，灰漿中摻有細(xì)砂和碎石作為其他的添加物。
3．按權(quán)利要求1和2的方法，其特征在于，灰漿中的添加物是這樣選擇的，在30分鐘后使抗剪強(qiáng)度達(dá)到5至10千牛/米2和在重新泵送時(shí)泵壓不超過8巴。
4．按前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其特征在于，細(xì)砂的粒徑為0至2毫米，碎石的粒徑為2至5毫米。
5．按前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述方法用的灰漿，其特征在于，灰漿的成分為水泥到500公斤/米3、飛灰到900公斤/米3、水到400公斤/米3、觸變劑到40公斤/米3、石灰砂巖粉到400公斤/米3、細(xì)砂到1500公斤/米3、增流劑到5公斤/米3。
全文摘要
本發(fā)明涉及在用掩護(hù)支架掘進(jìn)襯砌有丘賓筒的隧道時(shí),丘賓筒和巖石之間的環(huán)形空腔用灰漿壓注的一種方法,灰漿從一個(gè)設(shè)置在拖車上的灰漿罐用泵通過軟管和設(shè)置在掩護(hù)筒形鋼罩上的立管注入空隙中。為了灰漿能滿足丘賓筒的抗壓和抗剪的墊層的目的,砂漿應(yīng)達(dá)到快速干硬,但在較長時(shí)間停放后仍可保證在可控壓力下的可泵送性。根據(jù)本發(fā)明,在灰漿中摻入一定量的觸變劑和石灰砂巖粉,所以在30分鐘后達(dá)到快速的起始抗剪強(qiáng)度為5至10千牛/米
文檔編號(hào)E21D11/10GK1223329SQ99101079
公開日1999年7月21日 申請(qǐng)日期1999年1月14日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月14日
發(fā)明者R·布雷頓布徹, K·朗哈根, M·撤威斯 申請(qǐng)人:菲利普霍爾茨曼股份公司